Podstawowe parametry i metody obliczania ogrzewania

GOST R 54860-2011 reguluje potrzebę obliczeń podczas organizowania komunikacji dostarczania ciepła. Przed ustawieniem linii właściciel musi określić niezbędne parametry kotła i akumulatorów. Obliczenia dotyczące ogrzewania wykonuje się również w celu ustalenia wydajności energetycznej urządzenia i prawdopodobnych strat ciepła.

Parametry konstrukcyjne

Technologia obliczeniowa pozwala wybrać system termiczny odpowiedni do mocy i długości domu lub mieszkania. Obliczenia oparte są na kilku wartościach początkowych:

• powierzchnia budynku, jego wysokość od sufitu do podłogi, objętość wewnętrzna;
• rodzaj obiektu i obecność innych budynków w jego pobliżu;
• materiały do ​​budowy dachu, podłogi i sufitu;
• liczba otworów okiennych i drzwiowych;
• zamierzone wykorzystanie części domu;
• czas trwania sezonu grzewczego i średnia temperatura w danym okresie;
• cechy róży wiatrów i geografii;
• prawdopodobna temperatura pokojowa;
• specyfika miejsc podłączenia do gazu, komunikacji elektrycznej i zaopatrzenia w wodę.

Izolacja drzwi, okien i ścian jest obowiązkowa.

Obliczenia objętości pomieszczenia

Obliczenia dotyczące ogrzewania, wykonane według objętości przestrzeni życiowej, są godne uwagi ze względu na dokładność danych. Wskazane jest, aby wziąć to za przykład: dom o powierzchni 80 m2 w regionie moskiewskim o wysokości sufitu 3 m, 6 oknach i 2 drzwiach otwieranych na zewnątrz. Algorytm działań będzie następujący:

1. Obliczanie całkowitej objętości konstrukcji. Parametry każdego pomieszczenia są sumowane lub stosowana jest ogólna zasada - 80x3 = 240 m3.
2. Liczenie liczby otworów skierowanych na zewnątrz - 6 okien + 2 drzwi = 8.
3. Określenie współczynnika regionalnego dla regionu moskiewskiego związanego ze środkową strefą Federacji Rosyjskiej. Będzie równa 1,2. Wartość dla innych regionów można znaleźć w tabeli.

Region	Cechy okresu zimowego	Współczynnik
Terytorium Krasnodar, wybrzeże Morza Czarnego	Ciepła pogoda praktycznie bez zimna	0,7-0,9
Midland i północny zachód	Umiarkowane zimy	1,2
Syberia	Surowe i mroźne zimy	1,5
Jakucja, Czukotka, Daleka Północ	Bardzo zimny klimat	2

4. Licząc na wiejski domek. Pierwsza uzyskana wartość jest mnożona przez 60: 240 x 60 = 14,400.
5. Mnożenie przez poprawki regionalne. 14 400 x 1,2 = 17 280.
6. Pomnożenie liczby okien przez 100, drzwi przez 200 i zsumowanie wyniku: 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Dodanie danych uzyskanych na etapach nr 5 i nr 6: 17 280 + 1000 = 18 280.

Moc systemu grzewczego wyniesie 18 280 W, z wyłączeniem materiałów ścian nośnych, podłóg i właściwości termoizolacyjnych domu. W obliczeniach nie ma korekty naturalnej wentylacji, więc wynik będzie przybliżony.

Obliczenia według liczby pięter

Mieszkańcy budynku mieszkalnego płacą za media, w zależności od liczby kondygnacji. Im wyższy dom, tym tańsze jest ogrzewanie. Z tego powodu obliczenia systemu grzewczego są powiązane z wysokością sufitów:

• nie więcej niż 2,5 m - współczynnik 1;
• od 3 do 3,5 m - współczynnik 1,05;
• od 3,5 do 4,5 - współczynnik 1,1;
• od 4,5 - współczynnik 2.

Możesz obliczyć komunikację według wzoru N = (S * H ​​* 41) / Cgdzie:

• N. - liczba sekcji chłodnic;
• S jest obszarem domu;
• do - zwrot termiczny jednej baterii jest wskazany w paszporcie;
• N. - wysokość pomieszczenia;
• 41 watów - ciepło zużyte na ogrzewanie 1 m3 (wartość empiryczna).

Przy obliczaniu uwzględnia się również podłogę rezydencji, lokalizację pokoi, obecność poddasza i jego izolację termiczną.

Dla pokoju na parterze trzypiętrowego budynku ustawiono współczynnik 0,82.

Wybór kotła grzewczego

Urządzenia grzewcze, w zależności od przeznaczenia, są jedno- i dwuprzewodowe, mogą być instalowane na ścianie i podłodze. Kotły różnią się również rodzajem paliwa.

Modyfikacje gazu

Producenci produkują różne urządzenia, dlatego przy wyborze należy zwrócić uwagę na następujące czynniki:

• Celem instalacji komunikacji grzewczej. Do ogrzewania stosuje się opcje jednoprzewodowe, dwuprzewodowe z wbudowanym kotłem o pojemności 150-180 litrów mogą zapewnić domowi ciepłą wodę i ją ogrzać.
• Liczba modeli wymienników ciepła z dwoma obwodami. Jedyny element bitermiczny ogrzewa jednocześnie wodę jako nośnik ciepła i zasób ciepłej wody. W wersjach z dwiema pierwotne ogrzewanie służy do ogrzewania, a wtórne - do ogrzewania systemu ciepłej wody użytkowej.
• Materiał wymiennika ciepła. Żeliwo akumuluje ciepło przez długi czas i nie podlega korozji, stal jest praktycznie niewrażliwa na wahania temperatury.
• Rodzaj komory spalania. Otwarta komora działa z ciągiem naturalnym, dlatego kocioł potrzebuje osobnego pomieszczenia z dobrą wentylacją. Zamknięta jednostka usuwa produkty spalania przez współosiowy poziomy komin.
• Funkcje zapłonu. W trybie elektrycznego zapłonu knot będzie się palił stale, ale sprzęt potrzebuje prądu do działania. Modele z zapłonem piezoelektrycznym są niezależne, ale są włączane ręcznie.

Jednostki gazu kondensacyjnego z ekonomizerem wody różnią się wydajnością, ale ładunek paliwa jest prawie dwukrotnie większy.

Modele elektryczne

Urządzenia charakteryzują się prawie bezgłośną pracą, zwartością i bezpieczną obsługą. Właściciele domów i domków mogą kupować modyfikacje:

• Na rurowych elementach grzewczych. Urządzenia z elementem grzewczym nadają się do montażu na ścianie, są zautomatyzowane, ale często pękają z powodu kamienia.
• Na elektrodach. Małe urządzenia podłączone do obwodu dwóch lub więcej baterii. Kocioł jest wydajny, wyposażony w ustawienia temperatury, ale jest wrażliwy na chłodziwo.
• Indukcja. Wyposażone w system ochrony przed przegrzaniem szybko nagrzewają płyn chłodzący, mają sprawność 97%.

Kotły indukcyjne są drogim sprzętem.

Połączone jednostki

Ogrzewają każdy obszar, mogą pracować w trybie uniwersalnym i na dwóch lub trzech rodzajach paliwa. Rodzaj mocy wybierany jest przez użytkownika:

• paliwo stałe + gaz;
• paliwo stałe + prąd;
• gaz + prąd;
• gaz + olej napędowy.

Jeden rodzaj zasobów paliwowych jest główny, drugi - pomocniczy, który nie ogrzewa domu, a jedynie utrzymuje normalne warunki temperaturowe.

Kotły na paliwo stałe

Pracują na drewnie, trocinach, węglu, koksie, specjalnych brykietach, są bezpieczne i łatwe w użyciu. W przypadku prywatnego domu możesz wybrać jednostki:

• Klasyczny. Działają zgodnie z zasadą bezpośredniego spalania, konieczne jest napełnianie pieca co 5-6 godzin.
• Piroliza. Działają na zasadzie dopalania gazu resztkowego w specjalnej komorze. Tankowanie odbywa się co 12-14 godzin.

Urządzenia wymagają komina o dobrym ciągu, są umieszczane w osobnym pomieszczeniu. Użytkownik musi okresowo czyścić komorę spalania sadzy i smoły.

Urządzenia na paliwo ciekłe

Pracują na oleju napędowym, dlatego są umieszczane w osobnym pomieszczeniu. Kotłownia jest wyposażona w okap i wysokiej jakości system wentylacji. Olej opałowy jest przechowywany w zamkniętych pojemnikach w oddzielnym pomieszczeniu. Wszystkie urządzenia na paliwo ciekłe są zautomatyzowane, produktywne i cechują się dużą mocą.

Funkcje obliczania strat ciepła

Najczęściej ciepło zależy od materiału powierzchni podłogi i sufitu, ścian, liczby otworów i cech izolacji. Autonomiczne ogrzewanie można obliczyć biorąc pod uwagę straty ciepła w prywatnym domu na przykładzie narożnego pomieszczenia o powierzchni 18 m2 i objętości 24,3 m3. Znajduje się na 1. piętrze, ma sufity 2,75 m, a także 2 ściany zewnętrzne z drewna o grubości 18 cm z podszewką z płyt gipsowo-kartonowych i tapetami. Pokój ma 2 okna o parametrach 1,6 x 1,1 m. Podłoga jest drewniana, izolowana, z podłożem.

Obliczanie powierzchni:

• Ściana zewnętrzna bez okien - S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 m2.
• Windows - S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Płeć - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Sufit - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Obliczanie strat ciepła powierzchni, Q1:

• Ściana zewnętrzna - S1 x 62 = 20,78 × 62 = 1289 W.
• Windows - S2 x 135 = 3 × 135 = 405 watów.
• Sufit - Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Obliczanie całkowitej utraty ciepła przez zsumowanie danych. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 watów.

Całkowita strata ciepła w jednym pomieszczeniu w zimny dzień wynosi -2,81 kW, co oznacza, że ​​ta sama ilość ciepła jest dostarczana dodatkowo.

Obliczenia hydrauliczne

Możesz obliczyć hydraulikę ogrzewania w prywatnym domu, jeśli wiesz:

• konfiguracja linii, rodzaj rurociągu i armatury;
• średnica rury w głównych sekcjach;
• parametry ciśnienia w różnych strefach;
• utrata ciśnienia nośnika ciepła;
• Metoda hydraulicznego łączenia elementów magistrali grzewczej.

Na przykład można użyć dwururowej linii grawitacyjnej o parametrach:

• obliczeniowe obciążenie cieplne - 133 kW;
• temperatura - tg = 750 stopni, tо = 600 stopni;
• Szacowany przepływ - 7,6 metra sześciennego na godzinę;
• sposoby podłączenia do kotła - hydrauliczny rozdzielacz poziomy;
• stała temperatura utrzymywana przez automatyzację przez cały rok - 800 stopni;
• obecność regulatora ciśnienia - na wejściu każdego z zaworów;
• rodzaj rurociągu - dystrybucja metal-plastik, stal do dostarczania ciepła.

Dla wygody obliczeń można użyć kilku programów online lub specjalnego kalkulatora. HERZ C.O. 3.5 uważa metodę liniowej utraty ciśnienia DanfossCO jest odpowiedni dla systemów z naturalnym cyrkulacją. W obliczeniach musisz wybrać parametry temperatury - stopnie Kelvina lub Celsjusza.

Średnica rury

Różnica między temperaturą chłodzonego i gorącego płynu chłodzącego w układzie dwururowym wynosi 20 stopni. Powierzchnia pokoju wynosi 18 kwadratów, sufity mają 2,7 m wysokości, a obieg systemu grzewczego jest wymuszony. Obliczeń dokonuje się w następujący sposób:

1. Definicja średnich danych. Pobór mocy wynosi 1 kW na 30 m3, rezerwa mocy cieplnej wynosi 20%.
2. Obliczanie objętości pokoju. 18 x 2,7 = 48,6 m³.
3. Określenie kosztów energii. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Szukaj rezerwy mocy w chłodne dni. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Obliczanie całkowitej mocy. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

Odpowiednie średnice rur można określić na podstawie tabeli.

Całkowita moc	Prędkość płynu chłodzącego	Średnica rury
1226	0,3	8
1635	0,4	10
2044	0,5	12
2564	0,6	15
2861	0,7	20

Wybierz wartość mocy całkowitej jak najbliżej wyniku obliczeń.

Parametry ciśnienia

Całkowita strata ciśnienia to strata ciśnienia w każdej sekcji. Wartość tę oblicza się jako sumę strat tarcia ruchomego chłodziwa i lokalnego oporu. Algorytm liczenia:

1. Szukaj presji lokalnej w okolicy, używając formuły Darcy-Weisbach.
2. Wyszukaj współczynnik tarcia hydraulicznego według wzoru Alshutla.
3. Korzystanie z danych tabelarycznych opartych na materiale rury.

Średnica zewnętrzna mm	Współczynnik strat tarcia	Prędkość płynu chłodzącego, kg / h	Straty lokalne, kg / h
Stalowa rura
13,5	5,095	229,04	0,0093
17	3,392	439,1	0,0025
21,3	2,576	681,74	0,0010
Rura elektryczna
57	0,563	7193,82	0,0000094
76	0,379	13 552,38	0,0000026
Rura polietylenowa
14	2,328	276,58	0,0063
16	1,853	398,27	0,0030
18	1,528	542,1	0,0016
20	1,293	708,04	0,00097

Kilogramy na godzinę można przeliczyć na litry na minutę.

Podnośnik hydrauliczny

Podłączenie hydrauliczne jest niezbędnym krokiem w celu wyrównania strat wody. Obliczenia wykonuje się na podstawie obciążenia obliczeniowego, rezystywności i parametrów technicznych rur, miejscowego oporu przekrojów. Należy również wziąć pod uwagę charakterystykę montażu zaworów.

Algorytm obliczania technologii charakterystyk rezystancji:

1. Obliczanie strat ciśnienia na 1 kg / h chłodziwa. Mierzone są w ∆P, Pa i są proporcjonalne do kwadratu prędkości przepływu wody w sekcji G, kg / h.
2. Wykorzystanie współczynnika lokalnych rezystancji i zsumowanie wszystkich parametrów.

Informacje i dynamiczne ciśnienie w rurach można znaleźć w instrukcjach producenta.

Funkcje zliczania liczby grzejników

Aby obliczyć liczbę elementów grzejnika, należy wziąć pod uwagę objętość budynku, jego cechy konstrukcyjne, materiał ściany i rodzaj baterii. Na przykład: dom z panelu o strumieniu ciepła 0,041 kW. Konieczne jest obliczenie liczby baterii w pokoju 6x4x4,5 m.

Algorytm obliczeniowy:

1. Określanie objętości pokoju. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Pomnożenie powierzchni pomieszczenia przez strumień ciepła w celu obliczenia optymalnej ilości energii cieplnej Q. 60 × 0, 041 = 2,46 kW.
3. Wyszukaj liczbę sekcji N. Podziel wynik kroku 2 przez strumień ciepła jednego grzejnika. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 odcinków.
4. Wybór parametrów grzejnika z tabeli.

Materiał	Moc jednej sekcji, W.	Ciśnienie robocze, MPa
żeliwo	110	6-9
aluminium	175-199	10-20
stal rurowa	85	6-12
bimetal	199	35

Najdłuższa żywotność na linii żeliwa wynosi 10 lat.

Obliczanie mocy kotła

Obliczanie ciepła użytkowego do ogrzewania każdego pomieszczenia wymaga obliczenia mocy systemu grzewczego. Rozpoznając go, możesz stworzyć optymalny reżim temperaturowy. Moc kotła jest obliczana według wzoru W = S x Wud / 10gdzie:

• S. - wskaźnik powierzchni pokoju;
• Łud - określone parametry mocy na 10 metrów sześciennych pomieszczenia.

Konkretny wskaźnik mocy zależy od regionu zamieszkania. Można go znaleźć na stole:

Region	Moc właściwa, W.
Centralny	1,25-1,55
Północny	1,54-2,1
południe	0,75-0,94

Przykładem obliczenia mocy cieplnej kotła podłączonego do systemu grzewczego dla pomieszczenia o powierzchni 100 kwadratów w regionie środkowym będzie: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

Często stosuje się przybliżone obliczenia: kocioł o mocy 10 kW ogrzeje 100 m2.

Jak wybrać urządzenia grzewcze

W konstrukcji zewnętrznej urządzenia grzewcze są podobne, ale podczas wyboru należy wziąć pod uwagę cechy konstrukcyjne.

Urządzenia konwekcyjne

Grzejniki szybko wytwarzają ciepło poprzez cyrkulację powietrza. Na dole konwektorów znajdują się otwory na wlot powietrza, wewnątrz obudowy znajduje się element grzewczy, przepływy grzewcze. Sprzęt konwekcyjny to:

• Gaz - łączy się z główną linią domu lub butli. Urządzenia są energooszczędne, ale ich instalacja musi być skoordynowana z organami regulacyjnymi.
• Woda - łączy się na dole lub z boku, szybko się nagrzewa. Urządzenia nie nadają się do pomieszczeń z wysokimi sufitami.
• Elektryczne - podłączone do sieci, mają sprawność do 95%, niski poziom hałasu. Minusem jest wysokie zużycie energii.

1 kW / h energii jest zużywany na ogrzewanie 10 m2 powierzchni za pomocą konwektorów.

Systemy grzejnikowe

Są one podłączone do linii grzewczych w sposób dolny, boczny lub uniwersalny. Wykonany z następujących materiałów:

• Aluminium - lekkie, szybko się nagrzewa, odporne na ciepło. Gwintowane połączenie górnego zaworu wlotowego jest złej jakości.
• Bimetal - wyposażony w stalowy rdzeń i aluminiowy korpus. Wytrzymują wysokie ciśnienie, ale są drogie.
• Żeliwo - charakteryzuje się wysoką pojemnością cieplną i długim chłodzeniem.Wady urządzeń obejmują powolne nagrzewanie i duży ciężar.

Baterie aluminiowe nie wytrzymują wahań ciśnienia i nie nadają się do mieszkań.

Instalacje grzejników konwekcyjnych

Są one realizowane przez podłączenie podgrzewanej wodą podłogi i grzejników i są stosowane w domach wiejskich w regionach serwerowych. Skuteczny w ogrzewaniu pomieszczeń narożnych lub przeszklonych. Pod oknami można zainstalować akumulatory segmentowe (4-16 ogniw) lub panelowe (pełne). Ciepłe podłogi na pierwszym piętrze są pokryte płytkami ceramicznymi, na drugim - z dowolnego materiału.

Zasady instalowania grzejników

Wymagania regulacyjne dotyczące instalacji są określone w kilku SNiP i obejmują:

1. Monitorowanie bezpieczeństwa temperatury grzejników - nie więcej niż 70 stopni.
2. Usuwanie baterii 10 cm od boku ściany, 6 cm od podłogi, 5 cm od dołu ściany, 2,5 cm od tynku.
3. Obecność nominalnego strumienia ciepła jest o 60 W mniejsza niż wartość obliczona.
4. Nawiązywanie połączeń w tym samym pomieszczeniu.
5. Obecność automatycznych zaworów sterujących w pomieszczeniach mieszkalnych i ręczna regulacja w łazienkach, łazienkach, garderobach, spiżarniach.
6. Zgodność ze spadkiem eyelinera poprzez ruch płynu chłodzącego o 5-10 mm.
7. Gwintowane połączenie urządzeń aluminiowych i miedzianych.
8. Stałe napełnianie układu płynem chłodzącym.

W dokumentach odnotowano również potrzebę rutynowej kontroli i czyszczenia urządzeń przed kurzem przed rozpoczęciem okresu ogrzewania i raz na 3-4 miesiące podczas pracy.

Obliczenia termiczne dla komunikacji grzewczej przeprowadzane są indywidualnie. Efektywność energetyczna, bezpieczeństwo i łatwość użytkowania systemu zależą od dokładności i dokładności obliczeń.